Question

【题目】阅读短文，回答问题．

智能洁具

智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭．

某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源．

这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能．表一为该洁具的部分参数，表二为水泵的性能测试参数（表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积；扬程指水泵能将水提升的高度）．

表一

额定电压	220V	清洗喷水量	0.8L/min～1.2L/min
烘干机额定功率	180W	加热器额定功率	2100W

表二

流量Q/（×10﹣4m3s﹣1）	0.5	0.6	0.8	1.0	1.2
扬程H/m	1.25	1.80		5.00	7.20

（1）该智能洁具应选用________线插头．当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，电磁铁下端是________极．

（2）下列说法正确的是______ ．

A. 红外线感应装置利用超声波进行工作

B. 暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化

C. 纳米银是银分子，喷水杆材料具有良好的导电性

D. 漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起

（3）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为________ %；清洗结束，暖风烘干机工作40s，消耗的电能会使标有“3000imp/（kWh）”的电能表指示灯闪烁________次．[水的比热容c=4.2×103J/（kg℃），室温为18℃]

（4）分析表二数据可得，当该水泵的流量为0.8×10﹣4m3/s时，其扬程为________ m；当水泵的流量为1.0×10﹣4m3/s时，输出的水达到对应的扬程，此过程中水泵克服水重力做功的功率P=________W．（g取10N/kg）

（5）图乙为洁具的温控装置原理图．R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值温度升高而减小．当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制．

①适当________（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；

②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断．若预设的水温相对较高，则控制电压U1是________ V．

Answer 1

【答案】两 N D 80 6 3.2 5 减小 6

【解析】

（1）根据智能洁具的外壳不是金属的可确定答案，根据右手螺旋定则可知电磁铁的磁极；

（2）①红外线的主要应用有：红外线照相、红外线夜视仪、红外线加热、红外线摇控等．

②影响蒸发快慢的因素有：液体的温度、液体的表面积、液体上方的空气流动速度；

③喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；

④根据智能洁具的工作原理分析．

（3）根据清洗喷水量可知水的体积，利用密度公式可求水的质量，利用Q＝cm△t可求得水吸收的热量，利用P＝可求消耗的电能，然后利用η＝

可求得加热器的效率，已知电能表的参数“3000imp/（kWh）”，然后可求闪烁的次数．

（4）根据流量为0.6×10-4m3s-1和0.8×10-4m3s-1时的杨程，可得出流量增大和杨程增大的关系，然后可求得该水泵的流量为1.0×10-4m3/s时，其扬程为5m；根据密度公式变形求得水的质量，然后利用G＝mg可求得其重力，再利用W＝Gh可求得其重力做功，利用P＝

可求功率；

（5）当滑动变阻器的阻值一定时，热敏电阻越小，则电源电压需减小．

根据欧姆定律和串联电路的电压特点，利用P＝UI可求得U1，然后根据题意由于要使得水温度较高，则R2的电阻较小，电路中的电流较大，则必须使得U1较大．

（1）由甲图可知，智能洁具的外壳不是金属的，所以不需要用三线插头，选两线插头即可；

当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，由右手沿着电流方向抓住螺线管，则大拇指朝下，即螺线管下端为N极，上端为S极，

（2）A、红外线感应水龙头是通过红外线反射原理，故A错误；

B、暖风烘干，有热风吹，使水的温度升高，水上方的空气流动速度增大，从而加快了水的蒸发，很快变干，故B错误．

C、银具有良好的导电性，纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好，不是银分子，故不具有良好的导电性，故C错误；

D、漏电保护装置是在火线和零线中电流不等的情况下动作，因而短路时虽然电流很大，但是火线和零线的电流相等，不会动作，则开关S不会被吸起，故D正确．

（3）由，可得，每分钟喷出水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3＝1.2kg，

水吸收的热量：

Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg℃）×1.2kg×（38℃-18℃）＝1.008×105J，

由P＝，可得：

W电＝Pt＝2100W×60s＝1.26×105J，

加热效率：＝80;

由，可得，暖风烘干机工作40s，消耗的电能：

W＝t180W40s7200J＝0.002kWh，

电能表指示灯闪烁次数n＝0.002kWh×3000imp/（kWh）＝6，

（4）根据表格中的数据可知，当流量增大为2倍时，扬程增大为原来的4倍，说明扬程与流量的平方成正比，因而当流量为为0.8×10-4m3/s时，为1.2×10-4m3/s的，则扬程为7.20m＝3.2m，

由，可得当水泵的流量为1.0×10-4m3/s时，

每秒钟流过水的质量m′＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10-4m3＝0.1kg，

重力G＝m′g＝0.1kg×10N/kg＝1N，

当水泵的流量为1.0×10-4m3/s时，输出的水达到对应的扬程为5m，水泵做功W＝Fs＝Gh＝1N×5m＝5J，

则功率P＝＝5W,

（5）①当设定的温度升高时，则热敏电阻的阻值减小，要保持电阻R1的电压不变，则必须保持电路中的电流不变，因而必须减小电源电压；

②当R1＝6Ω时的电压U1，电路中的电流为，热敏电阻的电压U2＝U-U1＝10V-U1，

电功率P＝U2I，则有4W＝(10V，

解得U1＝4V或U1＝6V，由于要使得水温度较高，则R2的电阻较小，电路中的电流较大，则必须使得U1较大，设计为6V．